JPH068330B2 - Polymerization method of tri-substituted silylalkyne - Google Patents

Polymerization method of tri-substituted silylalkyne

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JPH068330B2
JPH068330B2 JP1134482A JP13448289A JPH068330B2 JP H068330 B2 JPH068330 B2 JP H068330B2 JP 1134482 A JP1134482 A JP 1134482A JP 13448289 A JP13448289 A JP 13448289A JP H068330 B2 JPH068330 B2 JP H068330B2
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tri
substituted
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silylalkyne
alkyne
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F38/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more carbon-to-carbon triple bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/44Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in a single one of groups B01D71/26-B01D71/42

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、ガス混合物の成分からの膜に流延できまた
ガス混合物の成分の分離に使用できる高分子トリ置換シ
リルアルキン類の調製法の改良に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION This invention relates to a method for preparing polymeric tri-substituted silylalkynes that can be cast into membranes from components of a gas mixture and used to separate components of the gas mixture. Regarding improvement.

(従来の技術) 有機溶剤と適当な触媒たとえば、TaC、MoC、Nb
C5または他のVBまたはIVB族ハロゲン化金属を用い
る高分子トリ置換シリルアルキン類の調製は、高分子膜
の生成と前記高分子膜を用いるガス分離法として周知で
ある。
(Prior Art) Organic solvents and suitable catalysts such as TaC 5 , MoC 5 , Nb
The preparation of polymeric tri-substituted silylalkynes with C 5 or other Group VB or IVB metal halides is well known as the production of polymeric membranes and gas separation processes using said polymeric membranes.

ポリ(トリアルキルシリルプロピン)と、次の一般構造
式をもつ重合体から成る処理半透明高分子膜の調製はア
メリカ合衆国特許第4,657,564号に開示されている。
The preparation of treated translucent polymeric membranes consisting of poly (trialkylsilylpropyne) and a polymer having the general structural formula is disclosed in US Pat. No. 4,657,564.

[式中、R1は直鎖状または分枝C1−C4アルキル基、R2
よびR3は独立直鎖状または分枝C1−C6アルキル基、R4
直鎖状または分枝C1−C12アルキル基またはアリール
基、XはC1−C3アルキル基またはフェニル、mは少くと
も100またnは0または1]。これらの重合体はトリ置
換(シリルアルキン類)で調製しその重合化合法は参考
としてこの明細書に組み入れる。
[Wherein R 1 is a linear or branched C 1 -C 4 alkyl group, R 2 and R 3 are independent linear or branched C 1 -C 6 alkyl groups, and R 4 is a linear or branched C 1 -C 4 alkyl group. A branched C 1 -C 12 alkyl group or aryl group, X is a C 1 -C 3 alkyl group or phenyl, m is at least 100 and n is 0 or 1]. These polymers were prepared with tri-substitution (silylalkynes), the polymerization method of which is incorporated herein by reference.

イギリス国出願第2,135,319A号は、種々のシリプロピ
ン単量体を周期表のVB族の遷移金属類のハロゲン化合
物の存在において種々のシリプロピン単量体を用いる1
つ以上の1−モノアルキル(C1−C12)ジメチルシリル
プロピンの重合化を開示する。有機アルミニウム配合物
は助触媒として記述されている。
British Application No. 2,135,319A uses different silipropyne monomers in the presence of halogen compounds of the transition metals of Group VB of the Periodic Table.
One more 1-monoalkyl (C 1 -C 12) discloses polymerization of dimethylsilyl propyne. Organoaluminum formulations are described as cocatalysts.

(発明が解決しようとする課題) 80℃の温度のトルエン溶液中にニオブとタンタルのペン
タハロゲン化物と、溶剤と温度の効果を併用して1−
(トリメチルシリル)−1−プロピンの重合をT.マツダ
(Matsuda)ほか著の「ポリメライゼーション、オブ、
1−(トリメチルシリル)−1−プロピン、バイ、ハラ
イズ、オブ、ナイオウビアム(V)アンド、タンタラム
(V)、アンド、ポリマー、プロパテイズ」Polymeriza
tion of1−(trimethylsilyl)−1−propy-ne by Halid
es of Niobium(V)and Tantalum(V)and polymer P
roperties)と題する「高分子」第18巻第5号(1985年)
第841乃至845頁に記載の論文に記述している。
(Problems to be Solved by the Invention) By combining the effect of the solvent and the temperature with the pentahalide of niobium and tantalum in a toluene solution at a temperature of 80 ° C, 1-
Polymerization of (trimethylsilyl) -1-propyne was described by T. Matsuda et al.
1- (Trimethylsilyl) -1-propyne, Bi, Harize, Of, Nioubiam (V) And, Tantalum (V), And, Polymer, Properties "Polymeriza
tion of 1- (trimethylsilyl) -1-propy-ne by Halid
es of Niobium (V) and Tantalum (V) and polymer P
"Polymer" Vol. 18, No. 5 (1985)
It is described in the article on pages 841 to 845.

モリブデンと他のメチルハロゲン化物を溶剤中での立体
封鎖アセチレンとジアルキルアセチレンの重合の触媒を
T.マツダ(Matsuda)ほか著「ポリメライゼーション、
オブ、メチルペンチンズ、バイ、トランジション、メタ
ル、キャタリスツ:モノマー、ストラクチャー、リアク
ティビティ、アンド、ポリマー、プロパティズ(Polymer
ization of Methylpentynes by Transition Metal cata
-lysts:Monomer Structure,Reactivity,and Polymer Pr
operties)と題する「ポリマー、ジャーナル」(Polyme
r journal)第4巻第5号(1982年)第371乃至377頁に
記載の論文に開示する。
Catalysis of polymerization of sterically blocked acetylene and dialkylacetylene in solvent with molybdenum and other methyl halides.
T. Matsuda et al. “Polymerization,
Of, Methyl Pentins, Buy, Transition, Metal, Catalysts: Monomer, Structure, Reactivity, And, Polymer, Properties (Polymer
ization of Methylpentynes by Transition Metal cata
-lysts: Monomer Structure, Reactivity, and Polymer Pr
operties) entitled "Polymer, Journal" (Polyme
r journal) Vol. 4, No. 5 (1982), pages 371 to 377.

「シンセシス、オブ、ハイ、ポリマーズ、フローム、サ
ブスティチューテッド、アセチレンズ:エクスプロイテ
ーション、オブ、モリブデナム、アンド、タングステン
−ベースド、キャタリスト」(Synthesis of High Polym
ers from Substitut-ed Acetylenes:Exploitation of M
olybdenum and Tungsten−Based Catalysts)と題するAc
c.Chem.Res.第17巻(1984年)第51乃至56頁記載の論文
でT.マツダ(Matsuda)は芳香族および脂肪族アセチレ
ン類の重合を開示する。
"Synthesis, High, Polymers, Frome, Substituted, Acetylenes: Exploitation, Of, Molybdenum, And, Tungsten-based, Catalyst" (Synthesis of High Polym)
ers from Substitut-ed Acetylenes: Exploitation of M
Olybdenum and Tungsten−Based Catalysts)
C. Chem. Res. 17 (1984) 51-56, T. Matsuda discloses polymerization of aromatic and aliphatic acetylenes.

この発明は、重合速度とトリ置換シリルアルキン類、特
にトリメチルシリルプロピンの転化をVBまたはVIB族
ハロゲン化金属触媒の存在において、全アルキン濃度に
基きトリアルキルゲルミルアルキン化合物の約0.1乃至
5.0モル%を用いての増加が可能という以外な発見に基
くものである。このような反応の典型的重合温度で、好
ましくは適当な有機溶剤の存在において前記反応が実施
される。
This invention relates to the polymerization rate and conversion of tri-substituted silylalkynes, especially trimethylsilylpropyne, in the presence of a Group VB or VIB metal halide catalyst based on the total alkyne concentration of about 0.1 to about 10% of the trialkylgermyl alkyne compound.
It is based on the finding that it can be increased by using 5.0 mol%. The reaction is carried out at the polymerization temperature typical of such reactions, preferably in the presence of a suitable organic solvent.

この発明の主たる目的はアメリカ合衆国特許第4,657,56
4号の実施例に記述されているガス成分分離の膜構成へ
の流延に有用な高分子トリ置換シリルアルキン類の改良
調製方法を提供することである。
The main purpose of this invention is US Pat. No. 4,657,56
It is an object of the present invention to provide an improved method for preparing polymeric tri-substituted silylalkynes useful for casting gas component separation into a membrane structure described in Example of No. 4.

この発明のこの目的と他の諸目的ならびに利点は以下に
述べるこの発明の説明および特許請求の範囲から明白に
なる。
This and other objects and advantages of the invention will be apparent from the description of the invention and the claims that follow.

(課題を解決するための手段) この発明による下記一般構造式をもつトリ置換シリルア
ルキン重合体を有機溶剤液中において約30℃乃至約100
℃、好ましくは約50℃乃至約100℃、さらに好ましくは
VBまたはVIB族ハロゲン化金属触媒と全アルキン濃度
を基準にしてトリアルキルゲルミルアルキン化合物の約
0.1乃至5.0モル%の存在において70℃乃至90℃の重合温
度で生産されるものである: [式中、R1は直鎖状または分枝C1−C4アルキル基、R2
R3は独立直鎖状または分枝C1−C6アルキル基、R4は直鎖
状または分枝C1−C12アルキル基またはアリール基、X
はC1−C3アルキル基またはフェニル、mは少くとも100
またnは0または1]。
(Means for Solving the Problems) A tri-substituted silylalkyne polymer having the following general structural formula according to the present invention is added in an organic solvent solution at about 30 ° C. to about 100 ° C.
C., preferably about 50.degree. C. to about 100.degree. C., more preferably about VB or VIB metal halide catalyst and about a trialkylgermyl alkyne compound based on total alkyne concentration.
It is produced at a polymerization temperature of 70 ° C to 90 ° C in the presence of 0.1 to 5.0 mol%: [Wherein R 1 is a linear or branched C 1 -C 4 alkyl group, R 2 and
R 3 is an independent linear or branched C 1 -C 6 alkyl group, R 4 is a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group or aryl group, X
Is a C 1 -C 3 alkyl group or phenyl, m is at least 100
N is 0 or 1].

(作用) 一般に、トリ置換シリルアルキンたとえばトリメチルシ
リルプロピンの重合速度は重合温度(Tp)と触媒の単量体
に対する比率(C/M)の投入工程パラメータに左右さ
れる。先行技術加工装置による重合速度の増大には、重
合温度の上昇または触媒の単量体に対する比率の増大の
いずれかを行える。前記Tpまたは(および)C/M比率
の増大は重合速度を増加させるが、結果として生ずる重
合体の分子量と極限粘度数の減少をきたす結果となるで
あろう。前記TpとC/M比率双方の増加もまた重合体の
分子量の減少をきたす結果になる。
(Function) In general, the polymerization rate of a tri-substituted silyl alkyne such as trimethylsilyl propyne depends on the charging process parameters of the polymerization temperature (Tp) and the ratio of the catalyst to the monomer (C / M). Increasing the polymerization rate with prior art processing equipment can either increase the polymerization temperature or increase the ratio of catalyst to monomer. Increasing the Tp or (and) C / M ratio will increase the rate of polymerization, but will result in a decrease in the molecular weight and intrinsic viscosity of the resulting polymer. An increase in both the Tp and C / M ratio also results in a decrease in the polymer molecular weight.

トリ置換シリルアルキンたとえばトリメチルシリルプロ
ピンの重合体をVまたはVI族金属ハロゲン化物触媒の存
在においての転化は単量体の純度に極めて敏感であるこ
とは既知のことである。極微量の連鎖停止剤(たとえば
エーテル、アルコール)として作用する薬剤もそれが重
合を全く妨げない場合、単量体の収量を有意に減少させ
る。例証として、触媒量の塩化タンタル(V)の存在に
おいての高純度トリメチルシリルプロピン(TMSP)の重
合はほとんど定量である。しかし、0.5%という極くわ
ずかの異物たとえばテトラヒドラフラン(THF)の存在
において、ポリトリメチルシリルプロピンの収量は少く
とも15%だけ減少する。1.0%THFの量ではTMSPの重合は
完全に妨げられる。
It is known that the conversion of polymers of trisubstituted silylalkynes such as trimethylsilylpropyne in the presence of Group V or VI metal halide catalysts is very sensitive to monomer purity. Agents that act as trace amounts of chain terminators (eg ethers, alcohols) also significantly reduce the yield of monomers if they do not interfere with the polymerization. By way of illustration, the polymerization of high-purity trimethylsilylpropyne (TMSP) in the presence of catalytic amounts of tantalum (V) chloride is almost quantitative. However, in the presence of trace amounts of foreign matter, such as 0.5%, such as tetrahydrafuran (THF), the yield of polytrimethylsilylpropyne is reduced by at least 15%. The amount of 1.0% THF completely prevents the polymerization of TMSP.

単量体純度に対するこのような厳密な要求条件は時間の
かかるまたしばしば費用のかかる精製手順を必要とす
る。いくつかの事例では、身体に有害な不純物のすべて
の痕跡の除去が、特にその沸点が前記単量体の沸点に近
い時まさに不可能である。このような状況では、単量体
の収量は残留異物の量の増加に従って減少することにな
る。
Such stringent requirements for monomer purity require time-consuming and often expensive purification procedures. In some cases, the removal of all traces of impurities harmful to the body is just not possible, especially when its boiling point is close to that of the monomer. In such a situation, the yield of monomer will decrease as the amount of residual foreign material increases.

全アルキン濃度に基き少量、すなわち約0.1乃至5.0モル
%のトリアルキルゲルミルアルキン化合物の添加によっ
て、トリ置換シリルアルキン類の重合速度と転化の双方
は有意に増加する。重合混合物に添加される前記トリア
ルキルゲルミルアルキン化合物は次の一般構造式をもつ
ならばどのような化合物でもよい。
Both the polymerization rate and the conversion of tri-substituted silylalkynes are significantly increased by the addition of a small amount, based on the total alkyne concentration, of about 0.1 to 5.0 mol% of the trialkylgermyl alkyne compound. The trialkylgermyl alkyne compound added to the polymerization mixture can be any compound having the following general structural formula.

(式中、R1はHまたはC1−C2アルキル基、R2およびR3
独立直鎖状または分枝C1−C6アルキル基、R4は直鎖また
は分枝C1−C6アルキルまたはアリール基、XはC1−C3
ルキル基またはフェニル、そしてnは0または1)。
(In the formula, R 1 is H or C 1 -C 2 alkyl group, R 2 and R 3 are independent linear or branched C 1 -C 6 alkyl group, R 4 is linear or branched C 1 -C 6 alkyl or aryl groups, X is a C 1 -C 3 alkyl group or phenyl, and n is 0 or 1).

前記トリアルキルゲルミルアルキン化合物は、好ましい
実施例においてはそれを最初にシリルアルキン単量体
と、前記触媒および溶剤系とに添加された混合物とで混
合するが、反応混合物に独立して添加できる。添加して
重合速度と単量体転化を有意に増大させる必要のある最
少ゲルミルアルキン濃度は非常に低い。それはすなわち
全アルキン濃度に基いて約0.1モル%である。前記ゲル
ミルアルキン濃度の増加は、最高転化率(すなわち100
%)に相対的低濃度、典型的例として5モル%以下で到
達するとしても非常に低い。そのうえ、前記ゲルミルア
ルキン化合物は前記重合体鎖に組入れられ、結果として
できる重合体が共重合体よりもむしろ圧倒的にポリ(シ
リルアルキン)重合体となる場合、ゲルミル添加剤の量
は少量にしておく方がよい。
The trialkylgermyl alkyne compound may be added independently to the reaction mixture, although in the preferred embodiment it is first mixed with the silyl alkyne monomer and the mixture added to the catalyst and solvent system. . The minimum concentration of germyl alkyne that needs to be added to significantly increase polymerization rate and monomer conversion is very low. That is to say about 0.1 mol% based on the total alkyne concentration. The increase in the concentration of germyl alkyne is the highest conversion (ie 100
%) Is reached at a relatively low concentration, typically less than 5 mol%, even if very low. Moreover, when the germyl alkyne compound is incorporated into the polymer chain and the resulting polymer is predominantly a poly (silylalkyne) polymer rather than a copolymer, the amount of germyl additive should be small. It is better to keep it.

前記トリアルキルゲルミルアルキン化合物が重合を加速
し、さらに単量体転化を増進する正確な機構は今もって
十分に限定されていない。しかし、理論に縛られること
なく、VまたはVIB族ハロゲン化金属促進トリアルキル
シリレン重合の第一工程は単量体を金属の1モル当量と
化合させ高反応性中間体を形成することであると考えら
れる。その後、この中間体をさらに残存単量体と反応さ
せて重合体鎖を形成する。ある種の単量体不純物特にエ
ーテル類およびアルコール類は、金属の中心部で反応す
る単量体を十分競争できる。前記ゲルミリン単量体の特
異性はハロゲン化金属塩と急速に反応してこの反応性中
間体を形成するその明白は傾向に存在する。ゲルミリン
添加剤、その後好ましくはトリメチルゲルミルプロピン
の存在において、前記反応性中間体の形成は今まで身体
に害のある不純物により悪い影響を受けることなく重合
は定量である。
The exact mechanism by which the trialkylgermyl alkyne compound accelerates polymerization and further enhances monomer conversion is still not well defined. However, without being bound by theory, the first step in Group V or VIB metal halide promoted trialkylsilylene polymerization is to combine the monomer with 1 molar equivalent of metal to form a highly reactive intermediate. Conceivable. Then, this intermediate is further reacted with the residual monomer to form a polymer chain. Certain monomeric impurities, especially ethers and alcohols, can compete well for monomers that react in the core of the metal. The specificity of the germylin monomer lies in its obvious tendency to react rapidly with metal halide salts to form this reactive intermediate. In the presence of a germylin additive, then preferably trimethylgermylpropyne, the formation of said reactive intermediates is quantitative until now the formation of said reactive intermediates is not adversely affected by body-damaging impurities.

重合手順は先に引用した技術で説明したような適当な技
術であればなんでもよい。上述の構造式のゲルミルアル
キン配合物の添加により実現される改良は、温度と圧力
を含むどのような種類の加工条件を用いても達成でき
る。先行技術の方法で行うのと同様、この発明の方法も
好ましくは有機溶剤の存在において行うことである。
The polymerization procedure can be any suitable technique as described in the techniques cited above. The improvement achieved by the addition of the Germyl alkyne formulation of the above structural formula can be achieved using any type of processing conditions, including temperature and pressure. As with prior art methods, the method of the present invention is preferably carried out in the presence of an organic solvent.

この発明に用いられる有機溶剤はこの重合方式には安定
したまた化学的に不活性でありまた、たとえばベンゼ
ン、トルエン、キシレン、クロロベゼン類、ニトロベン
ゼン類、ニトロトルエン類、ブロモベンゼン類その他同
種類のものを含むどのような芳香族または置換芳香族炭
化水素溶剤でもよい。トルエンはこの重合方式には好ま
しい溶剤である。
The organic solvent used in the present invention is stable and chemically inert to this polymerization method, and is, for example, benzene, toluene, xylene, chlorobenzenes, nitrobenzenes, nitrotoluenes, bromobenzenes and the like. It may be any aromatic or substituted aromatic hydrocarbon solvent including. Toluene is the preferred solvent for this polymerization scheme.

実験を行って、トリアルキルゲルミルアルキン化合物が
トリメチルシリルプロピンの転化に、また結果としてで
きる重合体の分子量に及ぼす独特の影響を立証した。こ
れらの実施例はこの発明の原則によるこの発明を具体的
に示すため提供され、この発明の特別の特性を含む。し
かし、これらの実施例はなんらかの形でこの発明を限定
するものと解釈さるべきではなく、この発明の精神およ
び範囲を逸脱することなく数多くの変更ができる。
Experiments were conducted to demonstrate the unique effect of trialkylgermyl alkyne compounds on the conversion of trimethylsilylpropyne and on the resulting polymer molecular weight. These examples are provided to illustrate the invention in accordance with the principles of the invention and include specific features of the invention. However, these examples should not be construed as limiting the invention in any way, and many modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

(実施例) 実施例1 一連の試験を行い、そこにおいて市場で入手できるトリ
メチルシリルプロピン(TMSP)に主として見られるクロ
ーズ.ボイリング(close boili-ng)不純物であるヘキ
サメチルジシロキサンを種々の量で高純度TMSPの資料に
添加した。テトラヒドロフラン(THF)を高純度TMSPに
添加した試験も行った。濃度の種々な不純物を含む前記
TMSP単量体をイギリス国特許出願第2135319A号に詳述
された一般手順によるVまたはVI族ハロゲン化金属触媒
の存在において重合した。重合は添加した不純物とさら
にトリメチルゲルミルプロピン(TMGP)を添加したTMSP
だけを用いて行い、トリアルキルゲルミルプロピン化合
物の添加が極微量の不純物の存在において単量体に及ぼ
す影響の直接比較を提供した。これらの試験の結果は下
記第1表に報告されている。
Examples Example 1 A series of tests were performed in which the close ties mainly found in the commercially available trimethylsilylpropyne (TMSP). Hexamethyldisiloxane, a close boili-ng impurity, was added to the high purity TMSP material in various amounts. A test was also conducted in which tetrahydrofuran (THF) was added to high-purity TMSP. Containing various concentrations of impurities
TMSP monomers were polymerized in the presence of a Group V or VI metal halide catalyst according to the general procedure detailed in British Patent Application No. 2135319A. Polymerization was performed using TMSP with added impurities and trimethylgermylpropyne (TMGP).
Performed alone to provide a direct comparison of the effect of addition of trialkylgermylpropyne compound on the monomer in the presence of trace impurities. The results of these tests are reported in Table 1 below.

上掲の結果は、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)異物
が前記TMSPと存在する時、重合体収率の減少が1.5%
(0.015モル当量)という低い異物量で観察され、また
5.0%という低い異物濃度の有意の減少が観察される。
しかし、上記TMSP試料にはHMDSと同様TMGPが含まれてい
る時、重合は試験された不純物のすべての量で定量であ
った。0.5%の濃度のTHFだけが重合体の収率を減少させ
たが、前記THFとTMGPとの共存が結果としてTMSP収率の
わずかの減量となって出た。
The above results show that when hexamethyldisiloxane (HMDS) foreign matter is present with the TMSP, the decrease in polymer yield is 1.5%.
It was observed with a low amount of foreign matter (0.015 molar equivalent).
A significant reduction in foreign material concentration as low as 5.0% is observed.
However, when the TMSP sample contained TMGP as well as HMDS, polymerization was quantitative for all amounts of impurities tested. Only a concentration of 0.5% THF reduced the yield of polymer, but the coexistence of THF and TMGP resulted in a slight reduction in TMSP yield.

実施例2 ペロラッチ、ケミカル社(Petrach chemical Co.)製の
商用銘柄TMSP単量体を重合する試験を行った。不活性雰
囲気の室温で塩化タンタル(V)の0.01モル当量をトル
エンに溶解して調製した触媒の存在において重合を行っ
た。単量体を前記触媒溶液に添加すると重合が数秒の内
に起こった。重合体をメタノールに入れて加工し、トル
エンに入れて再溶解し、さらにメタノールで再沈澱させ
それを夜通し室温で真空乾燥した。前記重合体の分子量
を固有の粘度量で測定した。商用TMSP単量体とトリメチ
ルゲルミルプロピンとの98:2の混合物を用いこの手順
に従って試験を行った。これら試験の結果は下の第2表
に報告されている。
Example 2 A test was conducted to polymerize a commercial grade TMSP monomer from Petrach Chemical Co. Polymerization was carried out in the presence of a catalyst prepared by dissolving 0.01 molar equivalent of tantalum (V) chloride in toluene at room temperature in an inert atmosphere. Polymerization took place within seconds when the monomer was added to the catalyst solution. The polymer was processed in methanol, redissolved in toluene, reprecipitated with methanol and dried in vacuo overnight at room temperature. The molecular weight of the polymer was measured by the intrinsic viscosity. Testing was performed according to this procedure using a 98: 2 mixture of commercial TMSP monomer and trimethylgermyl propyne. The results of these tests are reported in Table 2 below.

第2表に報告されている結果は、唯一TMSPでできた重合
体の分子量は前記TMSP:TMGP混合物でできたものより高
い一方、生成物収率は有意に低かった。これらの結果は
少量のTMGPがこのような重合反応の添加(収率)に及ぼ
す相当な影響のあることをさらに指摘している。
The results reported in Table 2 indicate that the molecular weight of the only TMSP polymer was higher than that of the TMSP: TMGP mixture, while the product yield was significantly lower. These results further point out that small amounts of TMGP have a considerable effect on the addition (yield) of such polymerization reactions.

結果としてできた重合体で二次加工された膜の透過性お
よび気体分離維持特性について同様物性たとえば前記重
合体の引張強さについての研究が行われた。これら試験
のおのおのにおいて、重合体の特性は前記重合体の構造
における少量のゲルマニウムの存在によって悪い影響を
受けるものとは考えられなかったので、それ故に前述重
合体をどのような商用用途にもPTMSP単独重合体の代り
に用いる方がよい。
Studies were conducted on the permeability and gas separation retention properties of the resulting polymer-fabricated membranes as well as physical properties such as tensile strength of the polymers. In each of these tests, the properties of the polymer were not considered to be adversely affected by the presence of small amounts of germanium in the structure of the polymer and therefore the polymer was used for PTMSP in any commercial application. It is better to use instead of a homopolymer.

実施例3 TMGPがTMSPの重合速度に及ぼす影響測定のため数回の試
験を実施した。重合反応をTaC触媒を用いトルエン
に入れて実施した。種々のTMSP:TMGP混合物の重合時間
を測定し、その結果を下の第3表に報告されている。
Example 3 Several tests were conducted to determine the effect of TMGP on the polymerization rate of TMSP. The polymerization reaction was carried out in toluene using TaC 5 catalyst. Polymerization times of various TMSP: TMGP mixtures were measured and the results are reported in Table 3 below.

第3表 モル%TMSP:TMGP 重合時間(秒) 100:0 15,000 98:2 33 95:5 16 攪拌が困難になるゲル化状を来たすに要する時間 (発明の効果) 上記の重合結果からわかるように、少量でもTMGPが存在
すれば重合を著しく促進する。この急速重合は、TMSP単
量体だけを使用する場合作ることが極めて困難な薄手フ
ィルム重合体の現場合成を可能にする。
Table 3 Mol% TMSP: TMGP Polymerization time * (seconds) 100: 0 15,000 98: 2 33 95: 5 16 * Time required to reach a gel state where stirring becomes difficult (effect of the invention) From the above polymerization results As can be seen, the presence of TMGP, even in small amounts, significantly accelerates the polymerization. This rapid polymerization enables in-situ synthesis of thin film polymers, which is extremely difficult to make when using only TMSP monomers.

上記の結果は、極微量のTMGPがTMSPの重合を劇的に促進
し、不純TMSPのPTMSPへの転化改良の添加剤としての使
用も可能であることを示す。この発明の方法は生成物収
率に悪い影響を及ぼさないで不純物を重合工程を通して
連行できるため費用のかかる単量体精製手順に適切な代
案を提供する。不純物は従ってメタノール洗浄をして結
果としてできる重合体から容易に分離できる。先述の通
り、このような少量のトリメチルゲルミルプロピンの重
合体構造への組み入れは、前記重合体の特性を有意に変
化させない。従って、この技術はVまたはVIBハロゲン
化金属の存在においてすべてのアイン・単量体の重合に
適用できる。
The above results show that traces of TMGP dramatically accelerate the polymerization of TMSP and can also be used as an additive to improve the conversion of impure TMSP to PTMSP. The method of the present invention provides a suitable alternative to expensive monomer purification procedures as impurities can be entrained throughout the polymerization process without adversely affecting product yield. The impurities can therefore be easily separated from the resulting polymer by washing with methanol. As previously mentioned, the incorporation of such small amounts of trimethylgermyl propyne into the polymer structure does not significantly change the properties of said polymer. Therefore, this technique is applicable to the polymerization of all ein monomers in the presence of V or VIB metal halides.

この発明の方法はTaCの存在において主としてトリ
メチルシリルプロピンの重合に関するものであるが、こ
の方法が特定のシリルアルキンまたはハロゲン化金属に
限定されようとするものではなく、当業者はこの発明が
この明細書に上述する化学式中の他のトリ置換シリルア
ルキン類と同様他のVBまたはVIB族ハロゲン化金属の
重合に広く適用され、他の高分子シリルアルキン類たと
えば高分子トリエチルシリルプロブン、トリメチルシリ
ルブチルその他同種類のものの生産を容認するものであ
る。
Although the method of this invention is primarily concerned with the polymerization of trimethylsilylpropyne in the presence of TaC 5 , it is not intended that this method be limited to any particular silylalkyne or metal halide and those skilled in the art will appreciate that Widely applicable to the polymerization of other Group VB or VIB metal halides as well as other tri-substituted silyl alkynes in the formulas described above in the specification, other polymeric silyl alkynes such as polymeric triethylsilyl propyl, trimethyl silyl butyl. It permits the production of other products of the same type.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トリ置換シリルアルキンをVBまたはVI
B族ハロゲン化金属触媒の存在において有機溶剤中で重
合し下記一般構造式を有する重合体を生産する方法にお
いて、全アルキン濃度基準でトリアルキルゲルミルアル
キン化合物の0.1乃至5.0モル%の存在において前記重合
を行うことから成るトリ置換シリルアルキン類の転化と
重合速度を増大させる重合方法。 (式中、R1は直鎖状または分枝C1−C4アルキル基、
2とR3は独立直鎖状または分枝C1−C6アルキル基、
4は直鎖状または分枝C1−C12アルキル基またはアリ
ール基、XはC1−C3アルキル基またはフェニル、mは
少くとも100またnは0または1)。
1. A tri-substituted silylalkyne is a VB or VI.
A method for producing a polymer having the following general structural formula by polymerizing in an organic solvent in the presence of a Group B metal halide catalyst, wherein the amount of trialkylgermylalkyne compound is 0.1 to 5.0 mol% based on the total alkyne concentration, A polymerization process comprising increasing the conversion and the rate of polymerization of tri-substituted silylalkynes comprising conducting the polymerization. (In the formula, R 1 is a linear or branched C 1 -C 4 alkyl group,
R 2 and R 3 are independent linear or branched C 1 -C 6 alkyl groups,
R 4 is a linear or branched C 1 -C 12 alkyl group or aryl group, X is a C 1 -C 3 alkyl group or phenyl, m is at least 100 and n is 0 or 1).
【請求項2】前記トリアルキルゲルミルアルキン化合物
が次掲の一般構造式を有することを特徴とする請求項1
によるトリ置換シリルアルキンの重合方法。 (式中、R1はHまたはC1−C12アルキル基、R2とR3
は独立直鎖状または分枝C1−C6アルキル基、R4は直
鎖状または分枝C1−C6アルキルまたはアリール基、X
はC1−C3アルキル基またはフェニル、そしてnは0ま
たは1)。
2. The trialkylgermyl alkyne compound has the following general structural formula:
Polymerization of tri-substituted silylalkynes by. (In the formula, R 1 is H or a C 1 -C 12 alkyl group, R 2 and R 3
Is an independent linear or branched C 1 -C 6 alkyl group, R 4 is a linear or branched C 1 -C 6 alkyl or aryl group, X
The C 1 -C 3 alkyl or phenyl and n is 0 or 1).
【請求項3】前記トリアルキルゲルミルアルキンはトリ
メチルゲルミルプロピンであることを特徴とする請求項
2によるトリ置換シリルアルキンの重合方法。
3. The method for polymerizing a tri-substituted silylalkyne according to claim 2, wherein the trialkylgermyl alkyne is trimethylgermyl propyne.
【請求項4】前記一般構造式におけるnが0であること
を特徴とする請求項2によるトリ置換シリルアルキンの
重合方法。
4. The method for polymerizing a tri-substituted silylalkyne according to claim 2, wherein n in the general structural formula is 0.
【請求項5】前記トリ置換シリルアルキンがトリメチル
シリルプロピンであることを特徴とする請求項1による
トリ置換シリルアルキンの重合方法。
5. The method for polymerizing a tri-substituted silyl alkyne according to claim 1, wherein the tri-substituted silyl alkyne is trimethyl silyl propyne.
【請求項6】前記ハロゲン化金属触媒がTaCl5であ
ることを特徴とする請求項1によるトリ置換シリルアル
キンの重合方法。
6. The method of polymerizing a tri-substituted silylalkyne according to claim 1, wherein the metal halide catalyst is TaCl 5 .
【請求項7】前記重合を30℃乃至100℃の温度で行
うことを特徴とする請求項1によるトリ置換シリルアル
キンの重合方法。
7. The method for polymerizing a tri-substituted silylalkyne according to claim 1, wherein the polymerization is carried out at a temperature of 30 ° C. to 100 ° C.
【請求項8】前記有機溶剤がトルエンであることを特徴
とする請求項1によるトリ置換シリルアルキンの重合方
法。
8. The method of polymerizing a tri-substituted silylalkyne according to claim 1, wherein the organic solvent is toluene.
JP1134482A 1988-05-27 1989-05-26 Polymerization method of tri-substituted silylalkyne Expired - Lifetime JPH068330B2 (en)

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EP0343556A3 (en) 1991-04-03
CA1316290C (en) 1993-04-13
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